Journal of the Korean Chemical Society (대한화학회지)

Korean Chemical Society (대한화학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Analysis of Explanations and Examples of the Brønsted-Lowry Model Presented in Chemistry Textbooks Developed by 2009 Revised Curriculum

2009 개정교육과정의 화학교과서에 제시된 Brønsted-Lowry 모델에 관한 설명과 예시의 문제점 분석

  • Received : 2018.02.21
  • Accepted : 2018.05.08
  • Published : 2018.08.20
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this study, we analyzed the explanations and examples of Brønsted-Lowry model in Chemistry I and Chemistry II textbooks of the 2009 revised curriculum. In particular, the definition of the Brønsted-Lowry model, the examples, and the content of experiments were analyzed by the process perspective of chemical equilibrium, emergent process. The analyzed textbooks were 4 kinds of Chemistry I textbooks and 4 kinds of Chemistry II textbooks in 2009 revision curriculum. As a result, Chemical I textbooks did not adequately show the chemical equilibrium viewpoint when explaining the Brønsted-Lowry model. In the Chemistry II textbooks, the examples of Brønsted-Lowry model were not present emergent process viewpoint, and those were described as sequential viewpoint of Arrhenius model. In addition, examples of experiments to demonstrate the Brønsted-Lowry model of Chemistry II textbooks were insufficient. The experimental examples related to the definition of acid bases were at the level of classification by the color change of indicators. The experimental examples for explaining the strength of acid and base were to compare current intensity or amount of hydrogen gas generated from the reaction with metal. In addition, all textbooks presented the state of aqueous solution when describing the Brønsted-Lowry model, causing problems with differentiation from the Arrhenius model. Therefore, it is necessary to develop examples of experiments to help students understand Brønsted-Lowry model by presenting acid and base reaction in the non-aqueous solution state.

이 연구에서는 2009 개정교육과정에서 Brønsted-Lowry 모델을 다루는 화학 I과 화학 II 교과서를 대상으로 교과서의 설명과 예시를 분석하였다. 특히 Brønsted-Lowry 모델의 정의와 사례의 제시, 실험 내용 등에서 화학평형이라는 과정적 관점과 비순차적 과정을 제시하고 있는 지에 대해 분석하였다. 분석 대상 교과서는 현재 사용되고 있는 2009 개정교육과정의 화학 I 교과서 4종과 화학 II 교과서 4종이었다. 연구 결과, 화학 I 교과서에서는 Brønsted-Lowry 모델을 설명할 때 화학평형의 관점이 충분히 제시되지 않았으며, 이는 교육과정 개정이 되면서 2009 개정교육과정에서 발생한 문제로 나타났다. 화학 II 교과서에서는 약산과 강염기의 반응과 같은 사례에서 Brønsted-Lowry 모델을 적용하기 보다는 Arrhenius 모델의 순차적 관점으로 묘사하였다. 또한 화학 II 교과서의 Brønsted-Lowry 모델을 증명하기 위한 실험의 예시도 매우 부족하였다. 산-염기 정의에 관련된 실험 예시는 지시약의 색변화로 분류하는 수준이었으며, 산의 세기를 설명하기 위한 실험 예시는 전류의 세기 비교나 금속과의 반응에서 발생하는 수소기체의 발생 정도를 비교하는 것이었다. 또한 모든 교과서에서는 Brønsted-Lowry 모델을 설명할 때 수용액 상태를 제시하여 Arrhenius 모델과 차별화되지 못하는 문제가 있었다. 따라서 비수용액 상태의 산과 염기를 제시함으로써 Brønsted-Lowry 모델에 대한 학생들의 이해를 돕기 위한 실험의 예시에 대한 개발이 필요하다.

Keywords

References

  1. Sheppard, K. Chem. Educ. Res. Pract. 2006, 7, 32. https://doi.org/10.1039/B5RP90014J
  2. Kang, S. H.; Jo, S. A. J. Korean Chem. Soc. 1999, 43, 707.
  3. Kang, S. H.; Lee, S. J. J. Res. Inst. Curr. Instr. 2005, 9, 151.
  4. Won, J. A.; Gwak, J. R.; Park, Y. N.; Paik, S. H. Kor. J. Teach. Educ. 2010, 26, 65.
  5. Cros, D.; Maurin, M.; Amouroux, R.; Chastrette, M.; Leber, J.; Fayol, M. Eur. J. Sci. Educ. 1986, 8, 305. https://doi.org/10.1080/0140528860080307
  6. Cros, D.; Chastrette, M.; Fayol, M. Int. J. Sci. Educ. 1988, 10, 331. https://doi.org/10.1080/0950069880100308
  7. Hand, B.; Treagust, D. F. Sch. Sci. Math. 1991, 91, 172. https://doi.org/10.1111/j.1949-8594.1991.tb12073.x
  8. Nakhleh, M. B. J. Chem. Educ. 1994, 71, 495. https://doi.org/10.1021/ed071p495
  9. Botton, C. Sch. Sci. Rev. 1995, 77, 124.
  10. Sisovic, D.; Bojovic, S. Chem. Educ. Res. Pract. 2000, 1, 263. https://doi.org/10.1039/A9RP90027F
  11. Drechsler, M.; Schmidt, H. J. Chem. Educ. Res. Pract. 2005, 6, 19. https://doi.org/10.1039/B4RP90002B
  12. Demircioglu, G.; Ayas, A.; Demircioglu, H. Chem. Educ. Res. Pract. 2005, 6, 36. https://doi.org/10.1039/B4RP90003K
  13. McClary, L.; Talanquer, V. J. Res. Sci. Teach. 2011, 48, 396. https://doi.org/10.1002/tea.20407
  14. Kousathana, M.; Demerouti, M.; Tsaparlis, G. Sci. Educ. 2005, 14, 173. https://doi.org/10.1007/s11191-005-5719-9
  15. Kauffman, G. B. J. Chem. Educ. 1988, 65, 28. https://doi.org/10.1021/ed065p28
  16. de Vos, W.;Pilot, A. J. Chem. Educ. 2001, 78, 494. https://doi.org/10.1021/ed078p494
  17. Carr, M. Res. Sci. Educ. 1984, 14, 97. https://doi.org/10.1007/BF02356795
  18. Drechsler, M.; Schmidt, H. J. Sci. Educ. Int. 2005, 16, 39.
  19. Furio-Mas, C.; Luisa Calatayud, M.; Guisasola, J.; Furio-Gomez, C. Int. J. Sci. Educ. 2005, 27, 1337. https://doi.org/10.1080/09500690500102896
  20. Cokelez, A. J. Chem. Educ. 2009, 87, 102.
  21. Park, S. H.; Kang, N. H.; Sin, E. J. Paper presented in 2014 IHPST Asian Regional Conference, Taipei Taiwan, 2014.
  22. Paik, S. H. J. Chem. Educ. 2015, 92, 1484. https://doi.org/10.1021/ed500891w
  23. Kim, S. K.; Park, C. Y.; Choi, H.; Paik, S. H. J. Korean Chem. Soc. 2017, 61, 65. https://doi.org/10.5012/jkcs.2017.61.2.65
  24. Chi, M. T.; Slotta, J. D.; De Leeuw, N. Learning Instr. 1994, 4, 27. https://doi.org/10.1016/0959-4752(94)90017-5
  25. Chi, M. T. J. Learn. Sci. 2005, 14, 161. https://doi.org/10.1207/s15327809jls1402_1
  26. Chi, M. T.; Roscoe, R. D.; Slotta, J. D.; Roy, M.; Chase, C. C. Cogn. Sci. 2012, 36, 1. https://doi.org/10.1111/j.1551-6709.2011.01207.x
  27. Morgan, M. S.; Morrison, M. Models as mediators: Perspectives on Natural and Social Science; Cambridge University Press: 1999.
  28. Gobert, J. D.; Buckley, B. C. Int. J. Sci. Educ. 2000, 22, 891. https://doi.org/10.1080/095006900416839
  29. National Research Council. A Framework for K-12 Science Education: Practices, Crosscutting Concepts, and Core Ideas; National Academies Press: 2012.
  30. Chamizo, J. A. Sci. Educ. 2013, 22, 1613. https://doi.org/10.1007/s11191-011-9407-7
  31. Grosslight, L.; Unger, C.; Jay, E.; Smith, C. L. J. Res. Sci. Teach. 1991, 28, 799. https://doi.org/10.1002/tea.3660280907
  32. Park, J. S.; Youn, Y.; Jung, J. O.; Cho, E. M.; Ryu, S. K. Chemistry I; Kyohak Sa: Seoul, 2011.
  33. Park, J. S.; Youn, Y.; Jung, J. O.; Cho, E. M.; Ryu, S. K. Chemistry II; Kyohak Sa: Seoul, 2011.
  34. Ryu, H. I.; Kim, C. S.; Lee, G. P.; Lee, J. B.; Bak, S. B.; Kang, S. G.; Kim, Y. Y.; Lee, H. G. Chemistry I; Visang Press: Seoul, 2011.
  35. Ryu, H. I.; Kim, C. S.; Lee, G. P.; Lee, J. B.; Bak, S. B.; Kang, S. G.; Kim, Y. Y.; Lee, H. G. Chemistry II; Visang Press: Seoul, 2011.
  36. Kim, H. J.; Kim, H. S.; Lee, B. K.; Lee, S. M.; Lee, Y.S.; Lee, J. H.; Lee, J. S.; Lee, H. N.; Cho, H. S. Chemistry I; Sangsang Academy Press: Seoul, 2011.
  37. Kim, H. J.; Kim, H. S.; Lee, B. K.; Lee, S. M.; Lee, Y.S.; Lee, J. H.; Lee, J. S.; Lee, H. N.; Cho, H. S. Chemistry II; Sangsang Academy Press: Seoul, 2011.
  38. Noh, T. H.; Choi, S. S.; Kang, S. J.; Lee, S. Y.; Bae, B. I.; Go, S. Y.; Ju, Y.; Choi, S. Y. Chemistry I; Chunjae Press: Seoul, 2011.
  39. Noh, T. H.; Choi, S. S.; Kang, S. J.; Lee, S. Y.; Bae, B. I.; Go, S. Y.; Ju, Y.; Choi, S. Y. Chemistry II; Chunjae Press: Seoul, 2011.
  40. Ministry of Education. 7th Science Curriculum, 1997.
  41. Ministry of Education and Human Resources Development. 2007 revised Science Curriculum, 2007.
  42. Ministry of Education, Science and Technology. 2009 revised Science Curriculum, 2009.
  43. Oxtoby, D. W.; Gillis, H. P.; Butler, L. J. Principles of Modern Chemistry; Cengage learning: 2015.

Cited by

  1. Using a Systems Thinking Approach and a Scratch Computer Program To Improve Students’ Understanding of the Brønsted-Lowry Acid-Base Model vol.96, pp.12, 2018, https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00210